Dördüncü Cildin Özeti

Os constituintes diagenéticos desenvolvem texturas e relações paragenéticas complexas com grãos detríticos e poros. Representam produtos de processos diagenéticos responsáveis pela deformação de grãos dúcteis (intraclastos, micas e em fragmentos metamórficos); cimentação (crescimentos de K-feldspato, esmectita e carbonato); infiltração de argila (cutículas e agregados microcristalinos). A dissolução de constituintes primários instáveis promove a geração de porosidades intragranular e móldica. É comum a substituição desses constituintes por calcita e esmectita. Outros constituintes diagenéticos são caulinita, hematita, minerais de titânio e pirita. Aspectos descritivos, evolução paragenética e ambientes de formação desses constituintes são apresentados nos itens a seguir.

5.3.3.1 K-feldspato

O K-feldspato diagenético ocorre essencialmente como crescimentos epitaxiais contínuos e descontínuos cobrindo parte dos grãos de microclina e ortoclásio. Estão presentes em todas as lâminas descritas, mostram comportamento óptico diferente dos grãos e exibem superfícies límpidas e incolores (polarizadores paralelos) além de extinção uniforme, ausência de inclusões, alterações e maclamentos com os polarizadores cruzados (Figura 5.13A). As faces das terminações dos crescimentos são rômbicas, euédricas e serrilhadas, semelhantes às descritas por Waugh (1978), com morfologia romboédrica de fácil identificação ao MEV (Figura 5.13B). São contínuos e, nos limites com os grãos detríticos, não há vestígios de quaisquer outros produtos diagenéticos.

Imagem de EBSD revela diferenças composicionais entre grãos e crescimentos, expressas em diferentes tons de cinza, que são mais escuros nos crescimentos (Figura 5.13C). Esse contraste indica maior número de elétrons e, consequentemente, maior peso atômico dos crescimentos. A composição química é semelhante a do feldspato detrítico (Figura 5.13D) e corresponde a feldspato puro KAlSi3O8, com valores percentuais médios de 60,9 de Si5O6; 20,1 de Al2O3 e 19,0 de K2O.

O K-feldspato autigênico também ocorre como diminutos cristais prismáticos que substituem parcialmente constituintes primários (Figura 5.13E) e alguns poros móldicos. O gráfico de resultado de EDS (Figura 5.13F) revela percentuais da composição química semelhantes a dos crescimentos secundários (61.3 % de Si5O6, 21,0 % de Al2O3 e 17,7% de K2O).

Figura 5.13 – Fotomicrografia, imagens e gráfico de composição química de K-feldspato diagenético. (A) fotomicrografia (PX) de grão de K-feldspato (Kf) com crescimento epitaxial secundário de mesma composição (CKf); (B) imagem (MEV) de crescimento de K-fedspato (CKf) com morfologia romboédrica; (C) imagem (EBSD) mostrando contraste de tons de cinza entre grão detrítico (ponto 1) e crescimento secundário de K-feldspato (ponto 2) devido à diferença entre número de elétrons; (D) gráficos de composição química dos pontos 1 e 2 indicados na figura 5.13C (os picos de Au referem- se à metalização da amostra); (E) imagem (EBSD) de diminutos cristais de K-feldspato autigênico (ponto 3), substituindo parcialmente constituinte primário; F) gráfico de composição química correspondente a K-feldspato do cristal indicado no ponto 3 da figura 5.13E.

5.3.3.2 Esmectita

A esmectita é o argilomineral mais comum nos arenitos e ocorre como franjas, agregados microcristalinos e cutículas que preenchem parte do espaço intergranular e intragranular. As franjas são mais abundantes e espessas, nos arenitos mais grossos, e predominam como coberturas descontínuas precipitadas diretamente sobre as superfícies dos grãos detríticos. Subordinadamente, as franjas recobrem cutículas de argila mecanicamente infiltrada (esmectita) e poros móldicos, caracterizando coberturas duplas, com morfologias perpendicular e tangencial à superfície dos grãos (Figura 5.14A).

Agregados microcristalinos e franjas de esmectita substituem constituintes primários sujeitos à dissolução (Figura 5.14B). É o principal constituinte argiloso da pseudomatriz gerada pela compactação de intraclastos lamosos também esmectíticos.

Figura 5.14 – Fotomicrografia de esmectita autigênica. (PX). (A) esmectita cobrindo grão detrítico (G) com morfologias em franjas (Ef) e cutículas (Ec); (B) grão detrítico substituído por esmectita microcristalina (Em) e coberto por esmectita em franja (Ef); (C) imagem (MEV) de franja de esmectica com morfologia em favos(Ef) e cobrindo grão de K-feldspato (Kf); D) imagem (MEV) de agregados de esmectita microcristalina (Em).

Imagens de MEV revelam a morfologia das franjas de esmectita em favos e pontes (Figura 5.14C), além de baixa formação de cristais dos agregados microcristalinos (Figura 5.14D). A composição mostra variações nos percentuais de Si5O6 (66,0 a 68,6%), Al2O3 (24,0 a 25,9%), MgO (5,6 a 7,2%) e CaO (1,4 a 2,6%). Apenas um ponto de análise de esmectita microcristalina por EDS registrou traços de Na2O (1,06%).

A difratometria de raios-X registra a esmectita natural com picos bem delineados com reflexão mais intensa em 15,14Ǻ e 5,03Ǻ de menor intensidade (Figura 5.15). Ao tratamento com etilenoglicol, a reflexão principal é deslocada para 16,92Ǻ e o difratograma exibe apenas reflexões da esmectita, com destaque em 5.61 e 3,38Ǻ. O aquecimento a 450ºC revelou um padrão difratométrico com a reflexão principal da esmectita colapsada registrada em 9,48 Ǻ.

Esmectitas com reflexão principal próxima a 15Ǻ como registrado no difratograma da figura 5.15, têm como principal íon interacamadado o cálcio, o que normalmente corresponde a esmectitas de comportamento menos reativo e expansivo, típico de montmorilonita.

Figura 5.15 – Padrão difratométrico da esmectita diagenética (tipicamente montmorilonita) submetida á análises natural, glicolada e calcinada.

Fonte: PARTEX-BRASIL

A infiltração mecânica de esmectita resulta na formação de cutículas e agregados microcristalinos que preenchem parte do espaço intergranular. As cutículas são mais

expressivas, nos arenitos mais grossos, apresentam espessura variada, cobrem constituintes primários e diagenéticos e revestem poros. Os agregados microscristalinos de esmectita estão caoticamente distribuídos em porosidade intergranular.

Franjas de esmectita cobrindo grãos com crescimentos secundários, cutículas infiltradas e porosidades intragranular e móldica são evidências de formação posterior à cimentação por K-feldspato e à infiltração de argila, porém, anterior à dissolução de constituintes primários instáveis. Em contraste, a substituição desses primários instáveis por esmectita microcristalina é um evento posterior à dissolução.

5.3.3.3 Pseudomatriz

A pseudomatriz é comum na maioria das amostras estudadas, ocupando espaço intergranular. Apresenta-se como massas irregulares distribuídas de forma heterogênea entre os grãos mais rígidos do arcabouço e como massas contínuas realçando planos de estratificações e laminações. À luz natural, apresenta coloração amarronzada e, sob nicóis cruzados exibe textura microcristalina (Figura 5.16A). Localmente, é substituída por calcita macrocristalina, pirita e hematita. A contração localizada da pseudomatriz é responsável pela geração de parte da porosidade secundária intersticial. A pseudomatriz é produto da compactação mecânica de intraclastos lamosos e grãos dúcteis presentes em fragmentos de metassiltitos, dispersos entre os grãos mais rígidos do arcabouço (Figura 5.16B).

Figura 5.16 – Pseudomatriz nos arenitos estudados. (A) fotomicrografia (PX) da pseudomatriz (Psm), realçando planos de estratificação e preenchendo porosidade intergranular; (B) imagem (EBSD) da pseudomatriz (Psm) entre grãos (G) mais rígidos do arcabouço resultante da compactação de intraclastos lamosos.

5.3.3.4 Calcita

A calcita predomina com hábito poiquilotópico sobre o macrocristalino. A calcita poiquilotópica preenche o espaço intergranular, engolfando constituintes primários (Figura 5.17A) e a macrocristalina substitui parcial ou totalmente constituintes primários (Figura 5.17B), principalmente feldspatos e intraclastos lamosos, e diagenéticos (pseudomatriz). Drusas de calcita preenchem poros gerados por estruturas biogênicas, como marcas de raízes, em fácies de paleossolos (Figura 5.17C). Quando tingida com solução de alizarina e ferricianeto adquire cor vermelha típica de calcita pura. Composição correspondente foi obtida por EDS, em cristal de textura poiquilotópica (46,13% de O e 53,87 de Ca), expressa no espectro da figura 5.17D.

Figura 5.17 _{– Calcita nos arenitos estudados. (A) imagem (EBSD) de calcita poiquilotópica (Cp)} engolfando grãos (G) e preenchendo espaço intergranular; (B) fotomicrografia (PX) de grão totalmente substituído por calcita macrocristalina (Cm) precipitada no formato do grão primário; (C) fotomicrografia (PX) de mosaico de calcita preenchendo marca de raiz em paleossolo; (D) gráfico (EDS) mostrando composição pura da calcita.

Resultados de análises de isótopos estáveis de oxigênio e carbono em seis amostras revelaram valores aproximados para duas amostras de cimento (-6,5 e -6,6‰ de δ13_C

VPDB e - 11,9 e -12,1‰ de δ18_O

VPDB), duas de preenchimento de marcas de raízes (-7,6‰ de δ13CVPDB e -12,0 e -12,1‰ δ18_O

VPDB) e duas de concreções em paleossolo (-7,1 e -7,6‰ de δ13CVPDB e -11,9 e -12,1‰ δ18_O

VPDB. Esses valores correspondem a temperaturas de precipitação da calcita no intervalo de 65,4 a 66,6ºC, utilizando-se o valor -33 para a composição isotópica da água meteórica na paleoaltitude do Cretáceo na Bacia Potiguar (DE ROS, comunicação verbal).

O fracionamento de isótopos de oxigênio é sensível a mudanças de temperatura, daí a sua utilização para determinar paleotemperatura, já o fracionamento de isótopos de carbono está relacionado a outras condições ambientais (MILLIMAN, 1974). No geral, a precipitação de carbonatos em ambientes marinhos registra valores de δ13_{C e δ}18_O

VPDB próximos a zero, enquanto a precipitação em ambiente de água doce apresenta valores negativos nos intervalos entre -5‰ a -15‰ (δ13_C

VPDB) e -5‰ a -10‰ (δ18OVPDB). Os valores negativos tanto para δ13_C

VPDB (-7,6 a 6,5‰) como para δ18OVPDB (-12,1 a -11,9‰) representam assinaturas típicas de ambiente de água doce para a formação desses carbonatos.

Os valores isotópicos correspondem aos intervalos obtidos por Anjos et al (2000) cimentos de calcita eodiagenética (-10,7 a -4,0‰ para δ18_O

VPDB e -17,5 a +8,5‰ para δ13_C

VPDB) e mesodiagenética (-17,2 a -6,8‰ para 18OVPDB e -13,6 a +2,3‰ para δ13CVPDB) analisados em reservatórios da Formação Pendências da Bacia Potiguar. Os reservatórios da Formação Pendência (Cretáceo Inferior) compreendem depósitos de arenitos fluviais, deltaicos, turbidíticos e lacustres, além de conglomerados e folhelhos depositados durante o estágio rifte da Bacia Potiguar.

Apesar dos valores coerentes tanto com precipitação em condições de eodiagênese como de mesodiagênese, os valores de temperatura de precipitação calculados nesse trabalho (65,4 a 66,5ºC) são condizentes com condições mesodiagenéticas de soterramento raso.

5.3.3.5 Outros constituintes diagenéticos

Constituintes diagenéticos menos expressivos são caulinita, pirita, minerais de titânio e hematita. A caulinita ocorre como agregados vermiculares e “livrinhos”, substituindo grãos detríticos sujeitos à dissolução (Figura 5.18A), principalmente de plagioclásio. É mais comum em arenitos de granulometria média a grossa onde ocupam a porosidade intragranular, em substituição ao grão detrítico.

A pirita framboidal (Figura 5.18B) e microcristalina substitui, parcialmente, a pseudomatriz e intraclastos lamosos além de minerais pesados, biotita e muscovita. Minerais de titânio diagenético ocorrem como agregados neoformados precipitados como resíduos da dissolução de grãos de minerais de titânio primário (Figura 5.18C). A hematita (cutículas e agregados microcristalinos) ocorre associada com paleossolos avermelhados como coberturas de grãos (Figura 5.18D), preenchimento de espaço intergranular e substituindo parcialmente a pseudomatriz.

Figura 5.18 – Fotomicrografias (P//) e imagem (EBSD) de outros constituintes diagenéticos. (A) fotomicrografia de caulinita vermicular (Cv) substituindo totalmente grão detrítico; (B) fotomicrografia de pirita framboidal (Pf) substituindo parcialmente pseudomatriz (Psm); (C) imagem (EBSD) de grão detrítico (G) parcialmente substituído por cristais prismáticos de óxido de titânio (Ti); (D) cutícula de hematita (Hm) cobrindo grão (G) de mineral pesado.